Опорный конспект лекций для студентов специальности 090602 (стр. 3 )

Сальники поршневых насосов бывают с мягкой набив­кой или с кожаными манжетами (рис. 6.14). Здесь давление, создаваемое насосом, действует на внутреннюю поверхность манжеты Г – или П – образного сечения, прижимает её к штоку и создаёт тем большую плотность, чем выше давление, создаваемое насосом.

  Рис. 6.7. Продольный разрез горизонтального двухпоршневого

  насоса двустороннего действия

  Рис.6.8. Дозировочный насосный агрегат 4ДА6-10

  Рис. 6.9. Однопоршневой вертикальный дозировочный  ………… насос малой подачи:

  1 - фундаментная плита; 2 - цилиндр; 3 - гильза;  ………  4 - плунжер; .5 - сальнико­вая гайка; 6 - гайка для  ………… изменения хода плунжера; 7 - предохранительный ………  кла­пан; 8 - клапанная камера; 9 - всасывающий ……  ………… клапан; 10 - нагнетательный клапан; 11 - подвод ………… раствора; 12 - отвод раствора; 13 - пробка для ………… удаления воздуха из ра­бочей полости цилиндра

  Рис. 6.10. Дисковый пор­шень с уплотнением

  ко­жаными Г-образными манжетами

       

Рис. 6.11. Плунжерный поршень

  . 

  Рис. 6.12.  Двухкольцевой клапан  Рис. 6.13.  Простой тарельчатый  …………………………………………………………………………клапан

  Рис. 6.14. Сальники с кожаными манжетами

  Особенности устройства нефтепромысловых насосов

  Возвратно-поступательный насос состоит из гидравлической и приводной частей. Гидравлическая часть кривошипного и прямодействующего насоса одинаковая и может быть взаимозаменяемой. Сменные ее детали унифицированы для использования в различ­ных моделях.

В гидравлическую часть входят: корпусные детали, цилиндро­вые втулки с механизмами крепления и уплотнения в корпусе; поршни, плунжеры, штоки; узлы уплотнения плунжеров и штоков; клапаны; пневмокомпенсаторы, предохранительные клапаны.

К корпусным деталям относятся корпус гидравлической части, приемная коробка и нагнетательный коллектор. В зависимости от давления, температуры и  коррозионных свойств перекачиваемой жидкости корпус изготовляют из чугуна или литой стали, а при высоких давлениях (свыше 25 МПа) - из стальных поковок. Корпус может быть цельным или составленным из нескольких деталей.

Клапаны стараются расположить так, чтобы уменьшить мерт­вое пространство и способствовать самоудалению воздуха через нагнетательный клапан. Вместе с тем заботятся об упрощении замены клапанов. При соосном (этажном) расположении клапанов (см. рис. 6.3, б) ремонт нижнего клапана затруднен, но гидра­влическая коробка очень компактна. Наоборот, ступенчатое рас­положение клапанов (рис. 6.3, а) обеспечивает свободный доступ к каждому клапану, но зато значительно увеличено мертвое про­странство. Размещение гнезд для всасывающих клапанов в двух­рядном насосе с внешней стороны корпуса создает удобство в об­служивании. Если расстояние между рядами насоса большое, как, например, в насосах, приводная часть которых выполнена по схеме рис. 6.5, а, то для уменьшения ширины гидравлической части всасывающие клапаны располагают между цилиндрами.

Для защиты корпуса от изнашивания служат сменные детали - цилиндровая втулка, корпус сальника, седло клапана. Герметич­ность их соединения с корпусом обеспечивается неподвижными уплотнениями. Комплект сменных цилиндровых втулок и поршней нескольких размеров позволяет изменять подачу насоса.

Основная причина выхода из строя цилиндровых втулок - абразивный износ. Для повышения износоустойчивости их поверхность упрочняют током высокой частоты и другими средствами. Находят применение биметаллические втулки, изготовляемые методом центробежного литья с повышенным содержа­нием углерода и хрома во внутренних слоях, а для работы в сильно коррози­онной среде - из стали, содержащей никель, или из высокопрочной керамики. Система крепления и уплотнения цилиндровой втулки, состоящая из болтов шпилек, нажимных и промежуточных втулок и коронок 1, металлических и эла­стичных колец, предотвращает смещение втулки и герметизирует зазор между втулкой и корпусом.  ….В буровых насосах высокого давления функции крепления и уплотнения разделены.  В некоторых насосах предусмотрена возможность замены поршня  и осмотра  насосной камеры без  демонтажа цилиндровой втулки. На рис. 6.15, а для этого служит винтовой затвор 2, прижимающий лобовую крышку 3 к уплот­нению 4. Фланцевая крышка 1 предназначена для крепления цилиндровой втулки 7, а винты 5 - для регулирования сжатия уплотнительных колец 6.

В некоторых насосах одностороннего действия цилиндровую втулку устанавливают со стороны приводной части (рис. 6.15, б). Такое расположение устраняет лобовую крышку в клапанной коробке с ее уплотнениями, а крепление втулки осуществляется более просто. Применение для этой цели шарнирных хомутов, состоящих из двух половин, сокращает время на смену втулки и поршня и обеспечивает хорошую соосность сопрягаемых деталей.

Поршни бывают цельные и сборные. Для их уплотнения слу­жат поршневые кольца, изготовленные из чугуна, эбонита (для воды), текстолита (для нефтепродуктов), резины и прорезиненных тканей.

Цельный поршень бурового насоса (рис. 6.16, а) состоит из стального сердечника с центральным коническим отверстием для посадки на шток и привулканизированных к нему с двух сторон резиновых манжет. Форма и размеры манжет обеспечивают пред­варительное их прижатие к цилиндровой втулке, самоуплотнение при действии давления жидкости и удержание на трущейся по­верхности жидкости, служащей смазкой.

  ________________

  1 Коронкой называется втулка с отверстиями для прохода жидкости 

  Рис. 6.15. Узлы крепления и уплотнения цилиндровой втулки

  Рис. 6.16.  Поршни и уплотнения штока 

Сборный поршень двустороннего действия (рис. 6.16, б) на каж­дой стороне от разделительного фланца снабжен уплотнительной резиновой манжетой 1 и опорным пластмассовым кольцом 2, за­крепленным на металлическом сердечнике шайбой 3 и пружинным кольцом 4. Опорное кольцо, диаметр которого больше диаметра фланца сердечника, перекрывает уплотняемый зазор, чтобы не выдавливалась в него резина. Скошенная часть кольца под давле­нием резины деформируется и прилегает к постепенно увеличива­ющейся в диаметре цилиндровой втулке по мере ее изнашивания. Пластмассовое подкладочное кольцо устанавливают и в цельных резинометаллических поршнях (рис. 6.16, а). Сборный поршень насоса одностороннего действия (рис. 6.16, в) с задней стороны имеет вспомогательную манжету 5, служащую для очистки зерен абразива со свободной поверхности цилиндра.  …..Уплотнения  штока  и  плунжера. Сальники поршневых насосов, предназначенных для невысоких давлений,  аналогичны применяемым в лопастных насосах. Уплотнения штоков буровых насосов бывают многоманжетными с кольцами из ре­зины или прорезиненной ткани (рис. 6.16, г) и одноманжетными резино-металлическими (рис. 6.16, д). Армирование уплотнения позволяет управлять распределением контактного давления на поверхности штока, снижая пики давлений и уменьшая oпасность выдавливания резины в уплотняемый зазор. Конструкции уплотнений плунжеров подобны уплотнениям штоков. В среднюю часть уплотнения поступает смазка (вода, масло, эмульсия).

Клапаны современных возвратно-поступательных насосов исключительно самодействующие. Они открываются и закры­ваются под действием изменяющегося давления жидкости. По кинематике различаются: откидные клапаны, имеющие одну сте­пень свободы для вращения вокруг оси, расположенной в пло­скости прилегания клапана; шаровые, обладающие шестью сте­пенями свободы (благодаря вращению шара и возможности от­клонения от оси седла); подъемные с двумя степенями свободы для перемещения вдоль и вращения вокруг оси клапана.

  Рис. 8.6.  Клапаны  …………………………..а – тарельчатый с уплотнением на тарелке;  …………………………..б – то же,  с уплотнением на седле; в – кольцевой;  …………………………..г – крепление крышки клапана во фланце 

Откидные клапаны имеют ограниченное применение в насосах при небольших давлениях. Шаровые клапаны используют в тихо­ходных насосах при перекачивании густых и загрязненных жидко­стей. Их достоинство - компактность, что позволяет применять их в скважинных насосах. В крупных насосах наиболее распро­странены подъемные клапаны, которые могут быть весовыми или пружинными. Весовые клапаны применяют тогда, когда высокая температура или особая коррозионность перекачиваемой жидкости исключают длительную работу пружины. 

  Во всех других случаях ставят пружину. К моменту перехода поршня через мертвую точку клапан всегда несколько запаздывает с посадкой. При этом часть жидкости перетекает через клапан обратно, а условия посадки клапана на седло оказываются неблагоприятными. Пружина служит для уменьшения этого запаздывания.

  По устройству подъемные клапаны разделяются на тарельча­тые и кольцевые. Более простой тарельчатый клапан может быть с плоским или коническим седлом; с верхним, нижним, или двумя  направлениями, обеспечивающими точную посадку на седло; с притиркой клапана к седлу (для чистых жидкостей) или с рези­новым или полиуретановым уплотнением, расположенном на клапане или на седле (для засоренных жидкостей, рис. 6.17, а, б). В кольцевом клапане (рис. 6.17, в) жидкость протекает по наруж­ным и внутренним стенкам кольца. Благодаря этому площадь прохода для жидкости больше, чем в тарельчатом клапане; однако кольцевой клапан устроен сложнее.